Ученые из Аргонской национальной лаборатории в США впервые напечатали детали, которые могут помочь переработать до 97% отходов, образующихся на ядерных реакторах.
Достижения в области 3D-печати способны преобразить ядерную промышленность, поскольку ученые могут использовать новые гибкие материалы и датчики для переработки топлива. Об этом открытии рассказали ученые Аргонской национальной лаборатории Министерства энергетики США.
Ученые смогли улучшить предыдущие техники переработки отходов, которые разработали их коллеги в 1970-х, добавив в многоступечатый процесс дополнительный уровень фильтрации с помощью новых деталей, напечатанных на 3D-принтере. При таком подходе инженеры-ядерщики могли перерабатывать 95% отработанного ядерного топлива из реактора, оставляя лишь 5% для долгосрочного хранения в качестве отходов. Но теперь исследователи напечатали трехмерные части, которые могут переработать еще большее количество отходов.
Для достижения своей цели ученые сначала отделили высокорадиоактивные изотопы актинидов америция и кюрия от лантанидов или редкоземельных металлов, которые, в основном, не являются радиоактивными.
Исследователи начали с моделирования ядерного топлива, из которого уран, плутоний и нептуний извлекались с помощью стандартного процесса пьюрекс — регенерации урана и плутония посредством экстракции.
После многоступенчатого разделения, они добавили фильтрацию с помощью 3D-деталей и смогли увеличить переработку на 3%. В процессе работы ученые обнаружили два дополнительных преимущества использования деталей с 3D-печатью. Они оказались очень эффективными, к тому же, их легко заменить новыми, которые можно быстро напечатать.